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BaTiO3/TiO2纳米管复合薄膜的制备及其对304不锈钢光生阴极保护性能研究
  • ISSN号:1671-4431
  • 期刊名称:《武汉理工大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG174[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070, [2]海洋腐蚀与防护重点实验室,中国船舶重工集团公司第七二五研究所,青岛266101
  • 相关基金:五所科技创新计划项目(LW160401)和青岛市南区科技发展资金项目(2015-6-025-ZH).
中文摘要:

以阳极氧化法制备的TiO2有序纳米管阵列为反应物和模板,采用微波水热法成功原位制备了BaTiO3/TiO2纳米管复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对复合薄膜的物相、形貌、尺寸及化学组成进行表征。利用电化学综合测试系统测量304不锈钢耦接微波水热不同时间制备薄膜后的电极电位、光电流密度和电化学阻抗谱(EIS)。结果表明,微波水热反应20rain制备了BaTiO。/TiO。纳米管结构,随着微波水热时间的延长,纳米管壁厚不断增加,管口内径不断减小,反应时间过长(60min)会破坏纳米管形貌。相比耦接Tioz纳米管薄膜的304不锈钢,耦接微波水热反应20min制备的复合薄膜的304不锈钢在白光照射下具有更负的电极电位(E=-500mV),更高的光电流密度(46μA/cm^2),更小的阻抗值(Rct=552.6Q·cm^2),这是由于BaTiO。与TiOz的协同效应减缓了光生电子一空穴的复合几率,提高了光量子效率,从而改善了对304不锈钢的光生阴极保护性能。

英文摘要:

BaTiO3/TiO2 nanotube composite films were successfully fabricated by microwave-hydrothermal method using TiO2 nanotube arrays as reactants and templates. Based on the XRD, FESEM, and XPS analyses, the phase, the morphology, the size and the chemical compositions of the composite films were characterized. The electrode potential, the photocurrent densi- ty and the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of the 304 stainless steel coupled with different films were tested by electrochemical synthesis test system. The experimental results show that structures of BaTiOa/TiO2 nanotubes are successfully fabricated by microwave-hydrothermal reaction for 20 min, with the increase of microwave-hydrothermal time, the wall thickness of the nanotubes increases, internal diameter decreases and morphology of nanotubes is destroyed when the reaction time is too long (60 min). Compared to TiO2 nanotube film, the composite film prepared by microwave-hydrothermal reaction of 20 min under white light has a more negative electrode potential (E= - 500 mV), a higher photocurrent density (46 μA/cm^2 ) and a smaller impedance value(Rot = 552.6 Ω·cm^2). The quantum efficiency is improved due to the reduction of recombination probability of the electron-hole because of the synergistic effect of BaTiO3 and TiO2. Thus it improves the performance of photocathode protection the for the 304 stainless steel.

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期刊信息
  • 《武汉理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国教育部
  • 主办单位:武汉理工大学
  • 主编:周祖德
  • 地址:武昌珞狮路122号
  • 邮编:430070
  • 邮箱:whlgdxxb@whut.edu.cn
  • 电话:027-87651953 87397739
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4431
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1657/N
  • 邮发代号:38-41
  • 获奖情况:
  • 全国建材优秀科技期刊,湖北高校先进学报期刊编辑部,湖北科技期刊编辑学会先进集体
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
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